中小学生需要怎样理解“变量”这个编程概念

最近，几个学生在设计有关于“变量”概念的动画。讲到变量，学生往往很容易抓住它和常量之间的区别，即变量的值是可变的。从这个性质出发，同学们会把变量类比为一个空盒子，空盒子被赋予了一个名称，就是变量名；空盒子里可以装不同的东西，就是指变量被赋上了不同的值。

给小学生讲变量的概念，也许可以这样类比，但是如果给高中生讲呢？高中生如果要理解变量的概念，恐怕还要理解到，变量是用于引用计算机内存地址的一种方便的表示方法。

这样讲起来，可能对于大部分高中生来说，也是过于抽象了。因此，同样需要使用类比的方式，类比高中生的生活经验，或是原有知识。高中生理解变量概念时，可以拿“抽屉柜”做类比：

（1）第一层类比：想想自己家衣橱里的抽屉柜，抽屉柜在衣橱里有一个所属的物理空间，每一层抽屉占据一个位置（计算机内存地址），冬夏交替时节，同一个抽屉（变量所在的内存地址）会在冬季和夏季被换成不同的标签（变量名），同一个抽屉中存放的衣物（变量值）并不固定不变。这一层类比解释了，变量用于引用计算机内存地址。

（2）第二层类比：再想一下，摞在一起的抽屉那么多，想要查找或更替衣物时，你会怎么做？显然，你会根据抽屉上的标签快速找到对应的抽屉。这一层类比解释了，用户在使用变量时并不需要了解变量在计算机内存中的地址，而只需要通过变量名就可以查看或更改变量值。

这里体现的是“学习者-技术-学习内容”之间的相互作用关系，技术的选择和运用不能脱离学科内容，同时也要依据学习者的认知发展规律。